KR101146563B1 - 부호 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 채널 상태가 악화된 상황에서도 BCH/RS 부호에 대한 추정 성능을 향상시킬 수 있는 부호 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 부호어 수신부와; 미리 계산한 확률로 상기 부호어에 대한 확률을 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 생성다항식 추정부와; 상기 생성다항식 추정부에 의해 계산된 확률을 근거로, 상기 부호어 수신부의 부호어가 상기 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호 판정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부호 추정 장치 및 그 방법{CODE ESTIMATING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 부호 추정 장치에 관한 것으로서, 특히 BCH/RS(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)부호 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 BCH/RS(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon) 부호의 생성다항식 추정 방법은, 부호어 수신부에 수신된 BCH/RS 부호들은 최소다항식 생성모듈에서 생성한 최소다항식(minimal polynomial)들을 이용해 모듈로(modulo) 연산 및 확률 계산 모듈에서 BCH/RS 부호어를 나누고 단위 다항식에 대한 확률을 계산한 후, 부호 판정부에서 부호를 결정하는 방법이다. 즉, 부호어를 수신하여 가능한 최소다항식들로 나누고, 그 나누어진 최소다항식들을 최소공배다항식(LCM)을 취하여 생성다항식을 추정한다.
에러가 포함되는 채널 환경에서는 동일한 생성다항식으로 생성된 여러 개의 부호어를 대상으로 종래의 방법을 수행한다. 또한, 최소다항식 단위로 나눌 수 있는지에 대한 확률을 계산하여 생성다항식 추정에 이용한다. 그러나, 수신되는 부호어의 생성다항식의 최소다항식이 아님에도 일정확률로 나누어 생성다항식 추정에 영향을 주게 된다.
먼저, 부호추정의 대상이 되는 BCH/RS 부호에 대해 설명한다. 순회부호의 일종인 BCH 부호는 매우 강력한 연집(burst) 오류 정정 능력을 가지고 있다. 그리고 RS 부호는 BCH 부호와 매우 유사한 특성을 가지며, 동일한 알고리즘으로 복호가 가능하다. BCH 부호는 다음과 같이 정의할 수 있다.
길이가
Figure 112010048975941-pat00001
이고 오류정정 능력이
Figure 112010048975941-pat00002
일 때,
Figure 112010048975941-pat00003
상의 생성다항식은 수학식 1에 의하여 생성된 순회부호를 BCH 부호라 한다.
Figure 112010048975941-pat00004
여기서
Figure 112010048975941-pat00005
이며, LCM은 최소공배다항식을 의미한다. 그리고
Figure 112010048975941-pat00006
는
Figure 112010048975941-pat00007
상에서
Figure 112010048975941-pat00008
의 최소다항식이다. 여기서
Figure 112010048975941-pat00009
이고,
Figure 112010048975941-pat00010
는
Figure 112010048975941-pat00011
상의 차수(order)가
Figure 112010048975941-pat00012
인 원소이며,
Figure 112010048975941-pat00013
는 정수이다.
만약,
Figure 112010048975941-pat00014
이면 이 부호를 원시 BCH 부호(primitive BCH code)라 한다.
RS부호는
Figure 112010048975941-pat00015
인 경우의 특수한 BCH부호이다. 즉, RS부호에서는 기저체(ground field)
Figure 112010048975941-pat00016
와 확장체(extension field)
Figure 112010048975941-pat00017
가 동일함을 의미한다. 따라서, RS부호는 다음과 같이 정의된다.
길이가 n이고 오류정정 능력이 t일 때,
Figure 112010048975941-pat00018
상의 생성다항식 수학식 2에 의하여 생성된 순회부호를 RS부호라 한다.
Figure 112010048975941-pat00019
여기서
Figure 112010048975941-pat00020
이며,
Figure 112010048975941-pat00021
는
Figure 112010048975941-pat00022
상에서
Figure 112010048975941-pat00023
의 최소다항식이다. 여기서
Figure 112010048975941-pat00024
이고,
Figure 112010048975941-pat00025
는
Figure 112010048975941-pat00026
상의 차수가
Figure 112010048975941-pat00027
인 원소이다.
다음은 BCH/RS 부호의 생성다항식 추정 방법에 관한 것이다.
수신측에서 BCH/RS 부호어를 수신했다고 가정했을 때, 송신측의 협조 없이 정보 메시지를 알아내고자 하는 측에서는 상대방이 어떤 종류의 BCH/RS 부호를 사용했는지 파악해 복원하는 것이 중요하다. BCH/RS 부호는 생성다항식에 따라 다양하게 존재한다. 따라서, BCH/RS 부호 추정에서는 생성다항식을 알아내는 것이 가장 중요하다.
BCH/RS 부호의 생성다항식 추정은 부호어(code word) 길이가 알려져 있고, 동기(synchronization)가 이루어졌다는 가정하에 수행한다. BCH/RS 부호의 생성다항식은 수학식 1과 수학식 2와 같이 최소다항식들의 최소공배다항식으로 구성되어 있다. BCH/RS 부호는 순회부호의 일종이므로 메시지 정보와 생성다항식의 곱으로 생성된다. 따라서, 생성다항식의 단위 구성성분인 최소다항식들이 BCH/RS 부호어를 나누게 된다. 즉, 수학식 3을 만족한다.
Figure 112010048975941-pat00028
수학식 3에서
Figure 112010048975941-pat00029
는 BCH/RS 부호어를 의미하고,
Figure 112010048975941-pat00030
는 최소다항식을 의미한다. 그리고 mod는 모듈로(modulo) 연산을 의미한다.
따라서, 종래의 BCH/RS 생성다항식 추정 방법은 이러한 특성을 이용하여 수행한다. 수신측에서 BCH/RS 부호어를 수신하면 생성 가능한 모든 최소다항식을 생성한다.
그리고, 수학식 3을 생성한 최소다항식 별로 수행하여 수학식 3을 만족하는 최소다항식들을 분류한다. 상기 분류한 최소다항식들을 최소공배다항식을 취하면 수신한 BCH/RS 부호의 생성다항식을 얻을 수 있다. 단, 수학식 1과 수학식 2와 같이 생성다항식은 연속적인 2개의 최소다항식으로 구성되어 있다는 점을 고려하여 추정한다.
에러가 포함된 채널 환경인 경우에는 에러 때문에 수신된 BCH/RS 부호어를 구성하는 최소다항식으로 나누어지지 않는 경우도 발생할 수 있으므로 여러 개의 부호어를 대상으로 생성다항식 추정 기법을 수행한다. 그리고 수학식 3을 만족하는 빈도가 높은 최소다항식들을 분류하여 생성다항식을 추정한다.
종래의 BCH/RS 부호 생성다항식 추정 기법을 수행함에 있어서 수신 BCH/RS 부호를 구성하지 않는 임의의 다항식이 수신 BCH/RS 부호를 나누는 경우가 발생할 수도 있다. 예를 들면, 메시지와 최소다항식의 성분이 같거나 메시지에 최소다항식 성분이 포함되는 경우이다. 또는 부호어에 에러가 포함되어 부호어 내의 성분이 우연하게 최소다항식 성분으로 바뀌는 경우이다. 에러가 포함되는 경우는 채널 상태가 좋으면 발생할 확률이 적지만 메시지에 최소다항식 성분이 포함되는 경우는 채널 상태에 상관없이 일정하게 발생한다. 이러한 경우들 때문에 채널 상태가 악화될수록 생성다항식 추정의 정확성이 떨어지게 된다.
본 발명의 목적은, 채널 상태가 악화된 상황에서도 BCH/RS 부호에 대한 추정 성능을 향상시킬 수 있는 부호 추정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 부호어 수신부와; 미리 계산한 확률로 상기 부호어에 대한 확률을 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 생성다항식 추정부와; 상기 생성다항식 추정부에 의해 계산된 확률을 근거로, 상기 부호어 수신부의 부호어가 상기 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호 판정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 부호어 수신부와; 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈과; 상기 부호어 수신부에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈과; 상기 최소다항식 생성모듈에 의해 발생한 최소 다항식에 대해 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤 부호를 생성하여 다항식 단위로 확률을 계산하는 랜덤부호 확률 계산 모듈과; 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률 및 상기 랜덤부호 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈과; 상기 확률보상 모듈에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로, 상기 부호어 수신부의 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 장치.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 최소다항식 생성 모듈은 상기 최소다항식 생성모듈에 의해 생성된 최소다항식들 중에서 중복된 최소다항식을 제거한 후 상기 중복된 최소다항식이 삭제된 최소다항식들을 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈과 상기 랜덤부호 확률계산 모듈에 출력하는 중복제거 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 랜덤부호 확률계산모듈은 상기 랜덤부호를 생성하는 랜덤부호 생성 모듈과; 상기 최소다항식 생성모듈에 의해 발생한 최소다항식들에 대해 모듈로 연산을 수행하는 모듈로 연산 모듈과; 상기 모듈로 연산된 최소다항식들에 대해 최소다항식 단위로 확률을 계산하는 다항식 단위 확률계산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어(예를 들면, 미지의 부호어)를 발생하는 부호어 수신부와; 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈과; 상기 부호어 수신부에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈과; 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 미리 계산된 다항식 단위 확률을 제공하는 랜덤부호 확률 데이터 모듈과; 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률과 상기 랜덤부호 확률 데이터 모듈에 의해 미리 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈과; 상기 확률보상 모듈에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어 수신부의 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 방법은, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와; 미리 계산한 확률로 상기 부호어에 대한 확률을 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 단계와; 상기 계산된 확률을 근거로, 상기 부호어가 상기 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 방법은, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와; 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 단계와; 상기 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 제1 확률을 계산하는 단계와; 상기 최소 다항식에 대해 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤 부호를 생성하여 다항식 단위로 제2 확률을 계산하는 단계와; 상기 제1 확률 및 상기 제2 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 단계와; 상기 계산된 최소다항식별 확률을 근거로, 상기 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 방법은, 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와; 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 단계와; 상기 발생한 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 제1 확률을 계산하는 단계와; 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 미리 계산된 다항식 단위 확률을 제공하는 단계와; 상기 제1 확률과 상기 미리 계산된 다항식 단위 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 단계와; 상기 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치 및 그 방법은, 채널 상태가 악화된 상황에서도 BCH/RS 부호에 대한 추정 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부호(BCH/RS 부호) 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 BCH(63,57) 부호를 예로 들어 설명한 실시예이다.
도 3은 입력이 랜덤한 데이터일 때 BCH(63,57)의 가능한 최소다항식들을 이용해 만족 여부를 확률로 나타낸 곡선이다.
도 4 및 도 5는 사전 확률 보상 이전과 이후의 최소다항식별 확률 분포 곡선을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7은 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 생성하는 최소다항식 생성 모듈의 구성을 나타낸 도이다.
도 8은 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 다항식 단위 확률을 계산하는 랜덤부호 확률계산모듈의 구체적인 구성을 나타낸 예시도 이다.
도 9는 수신된 BCH 부호의 길이가 7, 15, 31, 63, 127, 255로 가정한 경우 가능한 최소다항식들을 모두 생성하였을 때 랜덤한 데이터에 대한 최소다항식별 확률 분포를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 11은 BSC(Binary Symmetric Channel)에서 종래 기술의 확률을 보상하지않은 부호 추정 방법과 본 발명에서 제안한 확률 보상 방법이 적용된 부호 추정 방법에 의한 생성다항식 추정성능을 확인하기 위한 추정 정확도 확률곡선이다.
도 12는 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널에서 종래 기술의 확률을 보상하지않은 부호 추정 방법과 본 발명에서 제안한 확률 보상 방법이 적용된 부호 추정 방법에 의한 생성다항식 추정성능을 확인하기 위한 추정 정확도 확률곡선이다.
이하에서는, 채널 상태가 악화된 상황에서도 BCH/RS 부호에 대한 추정 성능을 향상시킬 수 있는 부호 추정 장치 및 그 방법을 도1 내지 도12를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부호(BCH/RS 부호) 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된(알려진) 부호 길이로 분할한 부호어(예를 들면, 미지의 부호어)를 제공하는 부호어 수신부(10)와; 랜덤데이터를 생성 가능한 최소다항식으로 나누는 확률을 사전에 계산하고(미리 계산한 확률), 수신 부호어를 생성 가능한 최소다항식으로 나누는 확률을 사전에 계산된 확률로 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 생성다항식 추정부(100)와; 상기 계산된 확률을 근거로 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부(200)를 포함한다. 상기 생성다항식 추정부(100)는 미리 계산한 확률로 상기 부호어에 대한 확률을 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산한다.
도 2는 BCH(63,57) 부호를 예로 들어 설명한 실시예이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 입력된 BCH(63,57) 부호에 대해 생성 가능한 모든 최소다항식을 생성하고, 그 중에서 중복되는 최소다항식을 제거한 후 최소다항식별로 수학식 3을 만족하는지에 대한 확률을 구한다. 상기 중복되는 최소다항식을 제거했을 때 BCH(63,57) 부호의 최소다항식은 13개가 남게 된다. 도 2의 최소다항식
Figure 112010048975941-pat00031
는
Figure 112010048975941-pat00032
의
Figure 112010048975941-pat00033
를 의미한다.
표 1은 ik와 i의 매핑 관계를 나타낸다.
ik i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 i8 i9 i10 i11 i12 i13
i 0 1 3 5 7 9 11 13 15 21 23 27 31
BCH 부호의 최소다항식은 수학식 1, 수학식 2에 나온 것과 같이
Figure 112010048975941-pat00034
로 표현되는데 중복되는 최소다항식을 제거하고 순서대로 나열하면
Figure 112010048975941-pat00035
와
Figure 112010048975941-pat00036
가 표 1과 같이 맵핑된다. 수학식 1을 이용하여 구한 확률을 토대로 최소다항식들을 추정하면
Figure 112010048975941-pat00037
의 시작점을 알 수 있기 때문에
Figure 112010048975941-pat00038
또한 추정이 가능하게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 천이확률 P가 0 일 때 최소다항식 2의 모듈로 연산 결과 확률은 1이며, 최소다항식 2 이외의 최소다항식들은 모듈로 연산 결과 확률이 1이 아니다. 따라서, BCH(63,57)의 생성다항식은 최소다항식 2가 됨을 추정할 수 있다.
그러나, P가 변함에 따라 최소다항식 2의 확률이 줄어드는데 반해, 다른 최소다항식의 모듈로 연산 결과 확률은 P에 상관없이 일정한 값을 유지하고 있다. 이 값들은 P가 증가할수록 생성다항식 추정에 영향을 주게 되어 생성다항식 추정 정확도가 저하된다.
따라서, 생성다항식 추정 정확도를 향상시키기 위해, 앞서 P에 상관없이 일정한 값을 가지는 확률을 계산하여 가지고 있다가 생성다항식을 추정하기에 앞서 계산한 확률을 이용하여 보상을 해줌으로써 종래 방법보다 생성다항식 추정 정확도를 높일 수 있다. 종래의 BCH/RS 부호 생성다항식 추정 방법을 수행하기에 앞서 최소다항식별로 보상할 확률을 미리 계산한다. 그리고 이를 이용하여 기존의 확률에 보상하여 생성다항식을 추정함으로써 개선된 성능을 얻을 수 있다.
도 2에서 알 수 있듯이, 최소다항식별로 나타나는 일정한 확률들은 채널상태에 상관없이 일정하게 나타난다. 채널 상태가 어느 수준이상 나빠지면 최소다항식별 확률들은 변하지 않고 거의 일정하게 나타나는데 이 값을 이용해 보상을 해준다. 즉, 채널 상태가 매우 안 좋은 경우는 수신된 데이터가 BCH/RS 부호가 아닌 랜덤한 신호임을 의미한다. 따라서, 보상할 확률은 임의의 랜덤 데이터를 생성하여 최소다항식 별로 수학식 3을 수행하여 얻을 수 있다.
보상 확률에 대한 계산 방법을 수식으로 나타내면 수학식 4와 같다.
Figure 112010048975941-pat00039
수학식 4를 이용하여 보상할 확률을 계산할 수 있다.
Figure 112010048975941-pat00040
는 입력되는 BCH/RS 부호와 길이가 동일한 랜덤한 패턴의 데이터이다.
Figure 112010048975941-pat00041
는 최소다항식을 의미한다. 그리고 mod는 모듈로(modulo) 연산을 의미한다.
여러 개의
Figure 112010048975941-pat00042
를 대상으로 수학식 4를 만족하는 빈도를 확률로 변환하여 저장한다. 그리고, 종래의 방법으로 생성다항식을 추정하기에 앞서 사전에 저장된 확률을 이용해 기존의 확률을 보상해준다.
도 3은 입력이 랜덤한 데이터일 때 BCH(63,57)의 가능한 최소다항식들을 이용해 수학식 4를 수행하여 만족 여부를 확률로 나타낸 곡선이다.
도 4 및 도 5는 사전 확률 보상 이전과 이후의 최소다항식별 확률 분포 곡선을 나타낸 도이다.
도 4 및 도 5를 비교해보면, 도 4에서는 최소다항식 2 이외의 확률이 약 0～0.5 사이의 분포를 보였지만, 보상 후인 도 5에서는 최소다항식 2 이외의 확률이 거의 0에 가까운 것을 알 수 있다. 따라서, 채널 상태가 나빠져서 최소다항식 2의 확률이 매우 낮아지더라도 정확하게 생성다항식을 추정할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. 즉, 도6은 사전 확률 보상 기반형 BCH/RS 부호 추정 장치를 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된(알려진) 부호 길이로 분할한 부호어(예를 들면, 미지의 부호어)를 발생하는 부호어 수신부(10)와; 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈(120)과; 상기 부호어 수신부(10)에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈(140)과; 상기 최소다항식 생성모듈(120)에 의해 발생한 최소 다항식에 대해 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 랜덤 부호를 생성하여 다항식 단위로 확률을 계산하는 랜덤부호 확률 계산 모듈(160)과; 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)에 의해 계산된 확률 및 상기 랜덤부호 확률계산 모듈(160)에 의해 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈(180)과; 상기 확률보상 모듈(180)에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로, 상기 부호어 수신부(10)의 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부(200)를 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 상기 부호어 수신부(10)는 수신된 데이터 스트림을 미리정의된(알려진) 부호 길이로 분할한 부호어(예를 들면, 미지의 부호어)를 상기 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈(140)에 출력한다.
상기 최소다항식 생성모듈(120)은 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 최소다항식을 생성하고, 그 생성한 최소다항식을 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)과 랜덤부호 확률계산 모듈(160)에 출력한다.
상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)은 상기 부호어 수신부(10)에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하고, 상기 계산된 확률을 상기 확률보상 모듈(180)에 출력한다.
상기 랜덤부호 확률계산모듈(160)은 상기 최소다항식 생성모듈(120)에 의해 발생한 최소다항식에 대해 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 다항식 단위로 확률을 계산하고, 그 계산된 확률을 상기 확률보상 모듈(180)에 출력한다.
상기 확률보상 모듈(180)은 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)에 의해 계산된 확률 및 상기 랜덤부호 확률계산 모듈(160)에 의해 계산된 다항식 단위 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하고, 그 계산된 최소다항식별 확률을 부호판정부(200)에 출력한다.
상기 부호판정부(200)는 상기 확률보상 모듈(180)에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어 수신부(10)의 부호(또는 부호어)에 대한 생성다항식을 추정한다.
도 7은 미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 생성하여 단위 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)과 랜덤부호 확률계산 모듈(160)로 공급하는 최소다항식 생성 모듈(120)로서, 중복제거 모듈(124)을 포함한다.
상기 중복제거 모듈(124)은 상기 최소다항식 생성모듈(120)에 의해 생성된 최소다항식들 중에서 중복된 최소다항식을 제거한 후 상기 중복된 최소다항식이 삭제된 최소다항식들을 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)과 랜덤부호 확률계산 모듈(160)에 출력한다. 여기서, 분 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 부호 추정 계산 효율을 향상시키기 위해, 상기 최소다항식 생성모듈(120)에 의해 생성된 최소다항식들 중에서 중복된 최소다항식을 제거한다.
도 8은 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 다항식 단위 확률을 계산하는 랜덤부호 확률계산모듈(160)의 구체적인 구성을 나타낸 예시도 이다.
도8에 도시한 바와 같이, 상기 랜덤부호 확률계산모듈(160)은, 상기 랜덤부호를 생성하는 랜덤부호 생성 모듈(162)과; 상기 최소다항식 생성모듈(120)에 의해 발생한 최소다항식들에 대해 모듈로 연산을 수행하는 모듈로 연산 모듈(164)과; 상기 모듈로 연산된 최소다항식들에 대해 최소다항식 단위로 확률을 계산하는 다항식 단위 확률계산 모듈(166)을 포함한다.
도 9는 수신된 BCH 부호의 길이가 7, 15, 31, 63, 127, 255로 가정한 경우 가능한 최소다항식들을 모두 생성하였을 때 랜덤한 데이터에 대한 최소다항식별 확률 분포를 나타낸 도이다. 중복되는 최소다항식들을 모두 제거하면 도 8과 같은 70개의 최소다항식으로 추려진다. 이 확률들을 미리 가지고 있으면 수신된 길이가 7~255 범위 내의 부호에 대한 확률보상이 가능하다. 또한, 최소다항식 25 이상의 확률은 매우 작아 보상의 효과가 크지 않으므로 최소다항식 1~25의 확률만 미리 계산하여 가지고 있고, 이것을 이용하여 보상을 해준다면 모듈의 복잡도를 줄일 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. 도10은 도 9에서 사전에 계산된 결과를 이용하여 부호 추정 복잡도를 낮출 수 있도록 한 구성도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 수신된 데이터 스트림을 미리정의된(알려진) 부호 길이로 분할한 부호어(예를 들면, 미지의 부호어)를 발생하는 부호어 수신부(10)와; 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈(120)과; 상기 부호어 수신부(10)에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈(140)과; 미리정의된(알려진) 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 미리 계산된 다항식 단위 확률을 제공하는 랜덤부호 확률 데이터 모듈(170)과; 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈(140)에 의해 계산된 확률과 상기 랜덤부호 확률 데이터 모듈(170)에 의해 미리 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈(180)과; 상기 확률보상 모듈(180)에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어 수신부(10)의 부호어(부호)가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부(200)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호 추정 장치는, 상기 확률보상 모듈(180)에서 미리 계산된 다항식 단위 확률을 근거로 부호를 추정함으로 부호판정시간을 현저히 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 부호 추정 장치와 종래 기술에 따른 부호 추정 장치의 비교 결과를 도11 및 도12를 참조하여 설명한다.
종래의 BCH/RS 부호 생성다항식 추정 방법에서는 입력 데이터나 채널 상태에 상관없이 랜덤부호가 최소다항식별 일정한 확률을 갖기 때문에 채널 환경이 악화됨에 따라 성능이 급격히 나빠지는 현상이 나타났다. 그러나, 본 발명의 사전 확률 보상 방법이 적용된 부호 추정 장치를 통해 종래의 방법보다 열악한 채널 환경에서 뛰어난 성능을 얻을 수 있다.
도 11은 BSC(Binary Symmetric Channel)에서 종래 기술의 확률을 보상하지않은 부호 추정 방법과 본 발명에서 제안한 확률 보상 방법이 적용된 부호 추정 방법에 의한 생성다항식 추정성능을 확인하기 위한 추정 정확도 확률곡선이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 추정 정확도가 1이면 항상 정확한 생성다항식을 추정한다는 의미이고, 만약 0.1이면 10번 중 1번 생성다항식을 정확하게 추정한다는 의미이다. 도 11을 보면, BSC에서 종래 방식은 천이 확률 P= 0.005만 되어도 추정 정확도 확률이 0.4가 안되지만 본 발명에 따른 방법은 P= 0.02 까지도 생성다항식을 거의 완벽하게 추정해 낸다.
도 12는 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널에서 종래 기술의 확률을 보상하지않은 부호 추정 방법과 본 발명에서 제안한 확률 보상 방법이 적용된 부호 추정 방법에 의한 생성다항식 추정성능을 확인하기 위한 추정 정확도 확률곡선이다.
도12에 도시한 바와 같이, AWGN 채널에서도 도 6과 같이 종래 방법보다 본 발명의 방법이 더 좋은 성능을 나타냈다. 본 발명의 부호 추정 방법이 종래 방법에 비해 약 4dB정도의 추정정확도가 우수함을 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 BCH/RS 부호 추정 방법(부호 생성다항식 추정 방법)은 부호길이와 채널 상태에 매우 민감하므로 약간의 성능 개선으로도 큰 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부호 추정 장치 및 그 방법은, 채널 상태가 악화된 상황에서도 BCH/RS 부호에 대한 추정 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 부호어 수신부 100: 생성다항식 추정부
200: 부호 판정부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서,
    수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 부호어 수신부와;
    미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈과;
    상기 부호어 수신부에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈과;
    상기 최소다항식 생성모듈에 의해 발생한 최소 다항식에 대해 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤 부호를 생성하여 다항식 단위로 확률을 계산하는 랜덤부호 확률 계산 모듈과;
    상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률 및 상기 랜덤부호 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈과;
    상기 확률보상 모듈에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로, 상기 부호어 수신부의 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최소다항식 생성 모듈은,
    상기 최소다항식 생성모듈에 의해 생성된 최소다항식들 중에서 중복된 최소다항식을 제거한 후 상기 중복된 최소다항식이 삭제된 최소다항식들을 상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈과 상기 랜덤부호 확률계산 모듈에 출력하는 중복제거 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 랜덤부호 확률계산모듈은,
    상기 랜덤부호를 생성하는 랜덤부호 생성 모듈과;
    상기 최소다항식 생성모듈에 의해 발생한 최소다항식들에 대해 모듈로 연산을 수행하는 모듈로 연산 모듈과;
    상기 모듈로 연산된 최소다항식들에 대해 최소다항식 단위로 확률을 계산하는 다항식 단위 확률계산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 장치.
  5. 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 장치에 있어서,
    수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 부호어 수신부와;
    미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 최소다항식 생성모듈과;
    상기 부호어 수신부에 의해 발생된 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 모듈로 연산 및 확률 계산 모듈과;
    미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 미리 계산된 다항식 단위 확률을 제공하는 랜덤부호 확률 데이터 모듈과;
    상기 모듈로 연산 및 확률계산 모듈에 의해 계산된 확률과 상기 랜덤부호 확률 데이터 모듈에 의해 미리 계산된 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 확률보상 모듈과;
    상기 확률보상 모듈에 의해 계산된 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어 수신부의 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 부호판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 장치.
  6. 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서,
    수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와;
    미리 계산한 확률로 상기 부호어에 대한 확률을 보상하여 최소 다항식 단위로 확률을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 확률을 근거로, 상기 부호어가 상기 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 방법.
  7. 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서,
    수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와;
    미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 단계와;
    상기 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 제1 확률을 계산하는 단계와;
    상기 최소 다항식에 대해 미리정의된 길이에 해당하는 랜덤 부호를 생성하여 다항식 단위로 제2 확률을 계산하는 단계와;
    상기 제1 확률 및 상기 제2 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 최소다항식별 확률을 근거로, 상기 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발생한 최소다항식들 중에서 중복된 최소다항식을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 확률을 계산하는 단계는,
    상기 랜덤부호를 생성하는 단계와;
    상기 발생한 최소다항식들에 대해 모듈로 연산을 수행하는 단계와;
    상기 모듈로 연산된 최소다항식들에 대해 최소다항식 단위로 상기 제2 확률을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 방법.
  10. 확률 보상 기반형 BCH/RS((Bose-Chaudhuri-Hocquenghem/Reed-Solomon)) 부호 추정 방법에 있어서,
    수신된 데이터 스트림을 미리정의된 부호 길이로 분할한 부호어를 발생하는 단계와;
    미리정의된 길이에 해당하는 최소다항식을 발생하는 단계와;
    상기 발생한 부호어에 대해 모듈로 연산을 수행하고, 상기 모듈로 연산된 부호어에 대해 상기 최소다항식을 근거로 최소 다항식 단위로 제1 확률을 계산하는 단계와;
    미리정의된 길이에 해당하는 랜덤부호를 생성하여 미리 계산된 다항식 단위 확률을 제공하는 단계와;
    상기 제1 확률과 상기 미리 계산된 다항식 단위 확률을 근거로 최소다항식별 확률을 계산하는 단계와;
    상기 최소다항식별 확률을 근거로 상기 부호어가 BCH/RS 부호의 최소다항식인지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호 추정 방법.
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